2011年第2期46MYKJ

信息科学计算机网络技术发展概述

仲晖东

（中国联合网络通信有限公司四平市分公司，吉林四平136000）

1概述

20世纪70年代，美国未来学家托夫勒《第三次浪潮》中首次描绘了信息社会的美好前景，从此为人类社会揭开了信息时代的序幕。由于新技术的推动，经济全球化和社会信息化日益明显，在全球信息化浪潮的冲击下，人类对通信容量、通信业务的种类和通信质量的要求不断增长，人类社会正在进入一个前所未有的信息爆炸时代。信息已经成为人们改造世界和推动世界发展的直接媒体和推动力，以Internet为代表的信息网络作为现代社会最重要的信息基础设施之一，它已经渗透到社会的各个领域，成为国家进步和社会发展的重要支柱，是知识经济的基础载体和支撑环境。

2计算机网络技术现状

计算机网络技术发展的三个里程碑分别以分组交换技术、开放式系统互联参考模型和Internet的迅速发展与推广为特征。然而计算机网络技术的发展并未到此为止，20世纪90年代出现的以信息高速公路和三网合一为代表的发展新趋势为网络技术的发展提供了新的机遇。计算机网络已经从单纯的信息传输网向信息传输和信息处理相结合的“信息网络”方向发展。目前，计算机网络的发展趋势主要表现在以下几个方面：1）网络的高速化。由于IP（Internet Protocol）网络和基于IP业务量的急剧增长，使得对基于IP的下一代高速宽带网络和技术的研究已经成为世界瞩目的焦点和推动全球信息业发展的主要力量，并给整个信息通信网络的技术模式、整体架构及业务接点的实现方式、组网形态、业务能力等诸多方面都带来了深远影响。为了适应以IP业务为代表的数据业务的发展，世界各国的电信公司、网络营运者都在开发新一代网络产品，研究建设可持续发展的下一代网络技术。近年来，由于光纤通信技术的发展，光纤已经成为主干通信网络的标准传输媒质，基于光纤的通信技术也成为下一代网络的核心技术。

从20世纪70年代美国康宁公司研制出第一根光纤以来，光通信技术取得了巨大的发展。随着波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）设备、光互联网技术（也叫“IP over WDM”）和吉比特、太比特光交换机/路由器的相继问世，IP over WDM光互联网的观念应运而生。

光互联网是利用WDM的大容量、易操作和灵活联网等特性在光网络中传输IP数据包的一种组网技术的总称。其目的是利用新型的高速路由器/交换机作为网络核心，建成一个能够体现先进型、开放型、创新性和可持续发展的高速信息网络。IP over WDM光互联网络是直接在WDM物理层上传输IP数据包的技术，是一种对由IP数据包集成的业务流，既有交换功能又具有传输功能的大容量交换/传输网络。是将基于密集波分复用技术（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）的光网络技术和基于TCP/IP的互联网技术进行优化组合而形成的宽带高速IP网络。它直接将高速路由器的输出与光纤的波分复用分立波长相连，充分利用了DWDM技术所带来的巨大传送带宽和高速路由交换机的强大交换能力，构成了一种简单而高效的网络体系结构。基于IP over DWDM技术的光互联网由于其铺设成本低、传输效率高，非常适合大型高速IP骨干网络。该网络拓扑结构灵活、且随着光交换和全光路由技术的成熟，为最终实现全光网络提供了可能。同时，为了满足预期的Internet的大容量需求，光互联网将是一个优选方案，是未来实现高速宽带IP网络的技术基础。

2）网络的综合化。网络的综合化主要表现在应用的综合化，相应的网络结构也必须实现这一趋势，以便从现在的多种业务并存向能保证各类业务服务质量（Quality of Service，QoS）需求的统一网络平台方向过渡。

近年来，随着Internet的迅速发展，Internet已由单一的数据传输网向多业务承载网演进。以前那种以e-mail、文件传输等为主的单纯的数据传输业务已远远不能满足用户的需求，一些实时应用如视频点播（Video On Demand，VOD）、IP电话（Voice Over IP，VOIP）、远程教学不断涌现，如何在Internet中提供有保证的服务质量业务，已经成为学界和业界共同关注的重要问题。

服务质量是指IP网络的一种能力，即在跨越多种底层网络技术（FR、ATM、Ethernet、SDH等）的IP网络上，为特定的业务提供其所需要的服务。衡量IP QoS的技术指标包括以下几个：

a.可用带宽：指网络的两个节点之间特定应用业务流的平均速率，主要衡量用户从网络取得业务数据的能力，所有的实时业务对带宽都有一定的要求，如对于视频业务，当可用带宽低于视频源的编码速率时，图像质量就无法保证。

b.时延：指数据包在网络的两个节点之间传送的平均往返时间，所有实时性业务都对时延有一定要求，如VOIP业务，一般要求网络时延小于200ms，当网络时延大于400ms时，通话就会变得无法忍受。

c.丢包率：指在网络传输过程中丢失报文的百分比，用来衡量网络正确转发第一章绪论用户数据的能力。不同业务对丢包的敏感性不同，在多媒体业务中，丢包是导致图像质量恶化的最根本原因，少量的丢包就可能使图像出现马赛克现象。

d.时延抖动：指时延的变化，有些业务，如流媒体业务，可以通过适当的缓存来减少时延抖动对业务的影响；而有些业务则对时延抖动非常敏感，如语音业务，稍许的时延抖动就会导致语音质量迅速下降。

e.误包率：指在网络传输过程中报文出现错误的百分比。误码率对一些加密类的数据业务影响尤其大。

此外，QoS还可能包含其他一些指标，如网络可用性等。QoS指标实际上是业务质量的技术化描述，对于不同的业务，QoS缺乏保障时，所呈现出来的业务表象是不同的。

3）网络的智能化。网络智能化，现阶段实质上主要是提高网络运行、管理和维护的效率和自动化的程度。随着网络技术的发展，网络覆盖面将越来越大，网络结构也越来越复杂，为了提高网络的利用率，对现有网络进行扩容迫在眉睫；多业务的出现，带宽的分配与分组的实际大小很难匹配，将造成带宽的巨大浪费，如何发挥多业务平台的效率，提高带宽利用率是现有网络中的一大难题；面对多种网络业务，如何区分业务的类型、如何针对不同用户对实时性的要求，如何提供保证服务质量的服务也是现有网络面临的一个关键问题。在网络的研究中引入智能技术，实现网络操作和服务的智能化，支持新的网络业务以及实现现有网络业务的升级，是网络高速化、综合化的迫切要求，网络智能化成为向下一代网络演进的客观要求。

同时，网络管理和网络安全也需要引入智能技术。广义的网络管理涵盖网络工作状态监视、故障诊断、系统配置、计费、安全等方面。面对网络发展的综合化趋势，网络管理将会更加复杂。一方面必须面对现有多种网络共存的现实，另一方面还必须考虑向综合网络的过渡。因此探索新一代网络的综合网络管理系统将是摆在网络研究者面前的新课题。可以预见，对于复杂网络的管理，智能技术的广泛应用将发挥巨大的作用。目前，网络安全作为、社会稳定的重大问题，各国都高度重视。一个安全的网络系统必须满足用户对系统的保密性、完整性以及可用性的要求。传统的网络安全系统一般采取防火墙、安全代理和加密等措施，都属于被动性的防范手段，仅靠此类安全措施要杜绝入侵是不可能的。因此有必要探索新的安全防范手段以进一步加强网路系统的安全性。通过引入智能技术，可以提高系统对“入侵”和“威胁”的识别能力，减少未经授权、蓄意尝试访问信息、篡改信息等非法行为，确保系统资源的保密性、完整性和可用性。

结束语

信息网络的建设与发展会对一个国家乃至全球的社会政治、经济、生活产生重要影响，加快信息网络建设在社会信息化进程中具有非常重要的意义。

目前，随着网络从以话音业务为中心向以数据业务为中心的不断演进，迫切需要从网络设计、网络控制以及网络管理等方面对传统的网络进行变革，形成新一代网络体系结构。加强新一代互联网的基础理论和关键技术的研究，使得网络朝着“更快、更好、更强”的方向发展，提供更加令人满意的服务，实现对信息社会的巨大推动作用。

摘要：随着数据业务以及多媒体应用的发展，互联网上的IP流量急剧增长，如今的互联网已经不能通过尽力服务满足各种各样IP服务的需要，提供服务质量势在必行。

关键词：计算机；互联网；IP服务下载本文